Comment obtenir une fréquence d'image plus élevée ?

La fréquence d'images fait référence au nombre d'images (ou de photos) qu'une caméra capture par seconde, généralement mesurée en FPS (Frames par seconde). Par exemple, une caméra fonctionnant à 60 images par seconde capture 60 images individuelles par seconde.

2. Débit de données

2.a. Type d'interface
L'interface de données, telle que USB 3.0, GigE ou CoaXPress, a un impact direct sur la quantité de données d'image transférables par seconde. Pour les capteurs haute résolution, des interfaces à bande passante plus élevée sont nécessaires pour maintenir des fréquences d'images élevées.

2.b. Taille des paquets
En vision GigE, la taille des paquets GVSP affecte l'efficacité de la transmission des données. Les paquets plus volumineux, appelés trames Jumbo, réduisent la surcharge du protocole en envoyant plus de données par paquet. Cela améliore le débit, notamment en imagerie haute résolution, en réduisant le nombre de paquets nécessaires par image et en permettant un transfert de données plus rapide et plus efficace.

2.c. Longueur du câble
La longueur des câbles industriels peut avoir un impact sur la fréquence d'images des caméras industrielles en provoquant une dégradation du signal sur de longues distances. Plus les câbles sont longs, plus l'intégrité des données peut être affectée, entraînant une réduction de la bande passante ou des fréquences d'images plus faibles. Pour maintenir les performances, des câbles et des connecteurs de haute qualité sont essentiels.

2.d. Composants externes
Les composants externes tels que les cartes d'acquisition d'images, les commutateurs et les périphériques réseau peuvent avoir un impact direct sur la fréquence d'images. Si ces périphériques ne gèrent pas la bande passante requise ou ne sont pas correctement adaptés à l'interface de la caméra, ils peuvent provoquer des goulots d'étranglement, des pertes d'images ou des vitesses de capture réduites. Il est essentiel de s'assurer que tout le matériel externe est de haute qualité et correctement évalué pour maintenir des performances optimales en termes de fréquence d'images.

2.e. Caméras multiples
Lors de l'utilisation de plusieurs caméras, il est important de tenir compte de la bande passante globale disponible. Chaque caméra nécessite une certaine quantité de bande passante pour transmettre ses données. Si plusieurs caméras diffusent à des résolutions ou des fréquences d'images élevées, la charge de données combinée peut dépasser la capacité de la connexion ou du réseau. Cela peut entraîner des pertes d'images ou une baisse des performances, car le système peine à gérer le débit total. Il est essentiel de s'assurer que l'interface et le réseau peuvent gérer ces demandes combinées pour maintenir une fréquence d'images et des performances de synchronisation optimales sur tous les périphériques.

2.f. Synchronisation et déclenchement
Les modes de capture déclenchés, où l'acquisition d'images est liée à des événements externes tels que le signal d'un capteur ou un intervalle de temps défini, peuvent limiter la fréquence d'images en raison de la nécessité d'une synchronisation précise. Cela est particulièrement vrai lorsque plusieurs appareils sont impliqués, car la coordination des temps de capture peut impacter la fréquence d'images sur tous les appareils. Le timing et la fréquence des déclenchements, ainsi que le partage de bande passante ou les exigences de synchronisation strictes, peuvent réduire les performances globales du système et le débit lorsque des captures à haut débit sont nécessaires.

4. Configurations d'acquisition d'images

4.a. Région d'intérêt (ROI)
Limiter la caméra à une ROI (région d'intérêt) spécifique réduit le nombre de pixels lus par image, diminuant ainsi la charge de données et permettant des cadences d'images plus rapides. Il s'agit d'une méthode courante pour optimiser la vitesse sans sacrifier les informations visuelles clés dans la zone d'imagerie.

4.b. Temps d'exposition
Des temps d'exposition plus longs réduisent la cadence d'images, car le capteur capture activement la lumière pendant une durée plus longue avant de pouvoir lancer l'image suivante. Des expositions plus courtes sont généralement utilisées lorsque des cadences d'images élevées sont nécessaires. Cependant, ces expositions courtes peuvent nécessiter un éclairage intense pour maintenir la qualité de l'image, notamment dans les scénarios d'action rapide ou les environnements à faible luminosité.

4.c. Binning et décimation
Le binning et la décimation sont deux techniques utilisées pour réduire la résolution de l'image et le volume de données, augmentant ainsi la cadence d'images. Le binning consiste à combiner les pixels voisins en un seul « super pixel », ce qui diminue la résolution, mais diminue considérablement la quantité de données à lire et à transmettre. La décimation, quant à elle, ignore des pixels lors de la lecture, réduisant ainsi la taille de l'image et accélérant le transfert de données. Ces deux méthodes privilégient les performances aux détails de l'image, ce qui les rend idéales pour les applications où la vitesse est plus importante que la résolution.

4.d. Format de pixel
Les caméras peuvent produire des données d'image dans différents formats de pixels, tels que 8 bits, 10 bits ou plus. Si des profondeurs de bits plus élevées améliorent la plage dynamique et la fidélité des couleurs, elles augmentent également la taille des données par image, ce qui peut réduire la fréquence d'images atteignable si elles ne sont pas prises en charge par une bande passante ou une puissance de traitement suffisantes.

4.e. Traitement d'image
Les tâches de traitement d'image intégrées, telles que la balance des blancs, la correction gamma, la réduction du bruit, etc., peuvent réduire la fréquence d'images, car les ressources internes de la caméra sont partagées entre la capture et le traitement des images. De plus, les fonctions automatiques comme l'exposition automatique, la balance des blancs automatique et le gain automatique peuvent introduire de la latence en raison des ajustements en temps réel entre les images. Une configuration minutieuse de ces paramètres est essentielle pour éviter de limiter involontairement les performances de la caméra.

Voici plusieurs stratégies et considérations pour vous aider à résoudre les problèmes et à augmenter la fréquence d’images de votre configuration de caméra industrielle.

• Vérification de l'état du câble et de la caméra: Commencez par l'essentiel assurez-vous que les composants physiques ne sont pas endommagés.
• Testez avec Galaxy Viewer: Vérifiez si le problème provient des paramètres de la caméra ou du code. Galaxy Viewer vous aide à diagnostiquer le bon fonctionnement de la caméra.
• Utilisez un calculateur de fréquence d'images: Utilisez un calculateur de fréquence d'images pour calculer la fréquence d'images maximale possible en fonction des paramètres de votre caméra (résolution, exposition, etc.) afin d'évaluer si des ajustements sont nécessaires.
• Assurez-vous d'une bande passante suffisante: Vérifiez si la bande passante est suffisante pour la transmission des données de la caméra. A. Surveillez plusieurs caméras; Testez les performances de chaque caméra individuellement pour exclure toute congestion du réseau. B. Vérifiez la congestion du réseau: Assurez-vous que les périphériques réseau (comme les commutateurs et les routeurs) ne limitent pas la bande passante disponible. Essayez de connecter la caméra directement au PC pour exclure toute congestion du réseau.
• Réduction du retour sur investissement: Limiter la zone d'intérêt réduit la charge de données, ce qui contribue à améliorer la fréquence d'images.
• Utilisez le binning/décimation: Réduire la résolution d'image par ces méthodes accélère le transfert de données et augmente la fréquence d'images.
• Temps d'exposition réduit: Des temps d'exposition plus courts peuvent augmenter la fréquence d'images, mais un éclairage plus important peut être nécessaire pour plus de clarté.
• Modifier le format des pixels: Réduire la profondeur de bits (par exemple, 8 bits au lieu de 10 bits) réduit la taille des données par image, permettant des fréquences d'images plus rapides.
• Augmenter la taille des paquets: Des paquets plus volumineux réduisent la charge de travail et améliorent l'efficacité du transfert de données.
• Désactiver DeviceLinkThroughputLimitMode (USB 3.0): Ce paramètre peut être activé par défaut et limiter le débit de données de votre caméra.
• Activer les trames Jumbo (GigE): Assurez-vous que les trames Jumbo sont activées pour une transmission de données plus efficace.
• Garantir des ressources système adéquates: Assurez-vous que le processeur, la RAM et les autres ressources système sont suffisants pour le traitement des données en temps réel.
• Optimiser les paramètres de traitement d'image: Désactivez les fonctionnalités de traitement d'image inutiles (comme l'exposition automatique ou la réduction du bruit) qui pourraient ralentir la fréquence d'images.
• Mettre à niveau l'infrastructure réseau: Envisagez de mettre à niveau les commutateurs ou les périphériques réseau pour prendre en charge des débits de données plus élevés et réduire les goulots d'étranglement du réseau.